Hàn MAG là gì? Tìm hiểu thông tin chi tiết về hàn MAG

Làm một trong những phương pháp hàn phổ biến và được nhiều người lựa chọn sử dụng. Hàn MAG chắc không còn quá xa lạ với anh em thợ hàn. Tuy phổ biến nhưng không phỉa ai cũng hiểu rõ về phương pháp hàn này. Bài viết dưới đây, thiết bị cơ khí Đức Phong sẽ chia sẻ chi tiết hàn MAG là gì? Những thông tin chi tiết về hàn MAG để bạn có thể hiểu rõ hơn.

Hàn MAG là gì?

Hàn MAG (Metal Active Gas) là phương pháp hàn hồ quang kim loại hiện đại, được ứng dụng phổ biến trong các ngành chế tạo cơ khí để nối các chi tiết thép cacbon và thép hợp kim thấp. Hàn MAG sử dụng khí hoạt tính (thường là CO₂) làm khí bảo vệ​

Về cơ bản, hàn MAG cũng thuộc nhóm GMAW (Gas Metal Arc Welding), tương tự hàn MIG, nhưng khác ở chỗ MIG dùng khí trơ (như Argon) trong khi MAG dùng khí hoạt tính​. Phương pháp GMAW (Gas Metal Arc Welding) ra đời từ năm 1948; ban đầu gọi là hàn MIG khi sử dụng khí Argon để hàn nhôm​. Sau đó, khi áp dụng khí CO₂ cho thép cacbon, thuật ngữ hàn MAG được đưa vào sử dụng​. Ngoài ra, hàn MAG có thể thực hiện bán tự động hoặc tự động​, rất phù hợp cho sản xuất hàng loạt.

Trong hàn MAG, hồ quang điện được tạo giữa điện cực dây hàn tiêu hao và vật hàn, làm nóng chảy cả hai để nối chúng lại​. Quy trình này sử dụng nguồn điện áp không đổi (CV) kết hợp bộ cấp dây tự động, kèm theo bình khí CO₂​. Hồ quang và mối hàn được bảo vệ bởi dòng khí CO₂ (hoặc hỗn hợp CO₂-Argon), ngăn ngừa ôxy và tạp chất xâm nhập, từ đó mối hàn đạt độ bền cao và ít bị lỗi.

Cấu tạo máy hàn MAG và thiết bị cần thiết cho hàn MAG

Thiết bị cần thiết cho hàn MAG và cấu tạo máy hàn MAG bao gồm:

• Nguồn điện hàn (power source): Thường là nguồn áp không đổi (CV) cung cấp dòng điện ổn định cho hồ quang​

• Bộ cấp dây hàn (wire feeder): Đẩy dây hàn (điện cực dây) vào súng hàn tự động​

• Súng hàn và cáp hàn: Dẫn dây hàn và khí bảo vệ đến đầu mỏ hàn; khi nhấn công tắc, khí, điện và dây hàn cùng hoạt động tạo hồ quang​

• Bình khí bảo vệ: Chứa CO₂ (100%) hoặc hỗn hợp Argon+CO₂, đi kèm bộ điều áp để điều chỉnh lưu lượng khí.

• Dây hàn và điện cực: Dây kim loại hoặc lõi thuốc tan chảy vào mối hàn. Đường kính dây phổ biến từ 0.8–1.6 mm tùy độ dày vật liệu.

• Thiết bị phụ trợ: Kẹp mát (mass clamp), đồng hồ áp suất khí, dụng cụ vệ sinh mép và đồ bảo hộ cá nhân (mặt nạ, găng tay, quần áo chịu nhiệt).

Khí bảo vệ trong máy hàn MAG:

Khí bảo vệ là yếu tố quan trọng trong hàn MAG. Khí CO₂ nguyên chất tạo mối hàn có độ ngấu sâu nhưng đồng thời văng tóe nhiều; do đó, hỗn hợp Argon + 15–25% CO₂ thường được sử dụng để vừa tăng độ ngấu vừa giảm chi phí​. Với thép không gỉ hoặc kim loại màu, người ta có thể pha thêm 1–5% O₂ vào Argon (khi đó phương pháp gọi là hàn MIG). Như vậy, điểm khác biệt cơ bản giữa hàn MAG và MIG là loại khí bảo vệ sử dụng. Dưới đây là cách lựa chọn khí bảo vệ khi hàn MAG

Nguyên lý hoạt động của máy hàn MAG

• Nguồn điện và hồ quang điện: Máy hàn sử dụng phương pháp hàn MAG thường sử dụng nguồn điện một chiều ổn định (DC) ở chế độ ổn áp (constant voltage) để duy trì hồ quang liên tục. Dòng điện DC tạo ra hồ quang mạnh và ổn định giữa điện cực dây hàn và kim loại gốc. Hồ quang đạt nhiệt độ rất cao (hàng nghìn độ C) và nung chảy đầu dây hàn cùng lớp bề mặt vật liệu. Sự ổn định của hồ quang rất quan trọng để đảm bảo hình dạng và nhiệt độ vũng hàn đều đặn. Máy hàn hiện đại ứng dụng công nghệ inverter hoặc bộ điều chỉnh tự động giúp điều chỉnh chính xác dòng điện, giảm nhiễu và tăng tính ổn định của hồ quang.

• Dây hàn và mỏ hàn: Dây hàn trong MAG thường là dây đặc (solid wire) làm từ thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp, tương thích với vật liệu hàn. Dây được cấp liên tục từ cuộn qua bộ cấp dây đến mỏ hàn. Đầu dây hàn nằm trong đầu tiếp xúc (contact tip) dẫn điện để duy trì hồ quang. Mỏ hàn còn có vòi dẫn khí bảo vệ xung quanh đầu hàn. Khi hồ quang hình thành, đầu dây nóng chảy tạo thành các giọt kim loại nhỏ rơi vào vũng hàn; quá trình này liên tục lấp đầy khe hàn và tạo nên mối hàn liên tục.

• Khí bảo vệ hoạt tính: Thường dùng khí CO₂ tinh khiết hoặc hỗn hợp Argon–CO₂ (ví dụ 75% Ar + 25% CO₂). Khí này được cấp từ bình qua ống dẫn đến mỏ hàn, phủ đều xung quanh vũng hàn. Ở nhiệt độ cao, CO₂ bị phân ly thành CO và O, có tác dụng làm sạch bề mặt sắt (phản ứng khử oxit) và tăng độ thẩm thấu của mối hàn. Tuy nhiên, do CO₂ là khí hoạt tính, hồ quang MAG có thể sinh ra tia bắn và khói hàn nhiều hơn, nên cần bảo hộ kỹ. Hỗn hợp Ar + CO₂ thường được dùng để làm ổn định hồ quang và giảm bắn tóe.

• Chế độ chuyển kim loại: Với dòng điện và tốc độ cấp dây khác nhau, hàn MAG có thể hoạt động ở nhiều chế độ chuyển kim loại. Ở dòng điện thấp và tốc độ dây thấp, xảy ra chế độ nối ngắn (short-circuiting) hoặc giọt lớn (globular) khi các giọt lớn rơi vào vũng hàn, thường sinh nhiều bắn tóe. Ở dòng điện cao và tốc độ dây cao, dùng chế độ phun tia (spray transfer) với các giọt kim loại rất nhỏ liên tục bay qua hồ quang; cho mối hàn liền mạch, mịn và ít văng tóe hơn. Chế độ phun tia đòi hỏi dòng điện lớn và thường áp dụng cho vật liệu dày hoặc khi hàn tự động.

• Điều khiển tham số và kỹ thuật hàn: Các thông số quan trọng gồm dòng điện hàn, điện áp hồ quang, tốc độ cấp dây và lưu lượng khí. Ví dụ, tăng dòng điện hoặc tăng tốc độ cấp dây sẽ làm hồ quang nóng hơn và tăng độ ngấu của mối hàn. Ngược lại, tăng điện áp làm hồ quang dài hơn và mối hàn rộng hơn. Thợ hàn cũng cần điều chỉnh góc nghiêng mỏ hàn và tốc độ di chuyển để kiểm soát hình dạng vũng hàn. Sự kết hợp hài hòa giữa các tham số và kỹ thuật thao tác sẽ giúp đạt được mối hàn chất lượng tối ưu.

Ưu điểm và nhược điểm của hàn MAG

Ưu điểm:

• Năng suất cao, chi phí thấp: Dây hàn liên tục được cấp, tốc độ hàn nhanh gấp 2–3 lần hàn hồ quang tay. Sử dụng khí CO₂ giá rẻ.

• Ít khói và xỉ: Gây ít khói và lượng xỉ thấp hơn hàn que, an toàn cho người hàn và môi trường​

• Ít biến dạng, nhiệt lượng thấp: Mối hàn ổn định, ít cong vênh; phù hợp với vật mỏng.

• Hàn đa dạng vật liệu: Thép cacbon, thép hợp kim thấp và thậm chí inox (khi dùng khí Argon). Có thể áp dụng cho hầu hết kim loại công nghiệp​

• Dễ tự động hóa: Phù hợp sản xuất quy mô lớn nhờ điều khiển dòng hàn và cấp dây tự động.

• Kỹ thuật đơn giản: Không đòi hỏi tay nghề cao; người thợ nhanh chóng làm chủ quy trình​

Nhược điểm:

• Không hàn ngoài trời: Phải sử dụng khí bảo vệ liên tục; không phù hợp khi có gió lớn hoặc ngoài trời​

• Máy móc phức tạp, đắt: Máy hàn MAG đắt tiền, nặng nề hơn hàn que.

• Văng tóe và xỉ: CO₂ vẫn tạo xỉ và tia lửa nóng, cần làm sạch sau hàn.

• Yêu cầu điều chỉnh cao: Cần canh chỉnh điện áp, tốc độ và lưu lượng khí chính xác để đạt chất lượng mối hàn tốt.

Hướng dẫn các bước khi sử dụng máy hàn MAG

1. Chuẩn bị thiết bị và vật liệu: Lắp cuộn dây hàn phù hợp vào máy; kết nối bình khí bảo vệ (CO₂ hoặc hỗn hợp Ar-CO₂). Thiết lập thông số ban đầu (dòng điện, điện áp, tốc độ cấp dây) phù hợp với độ dày vật liệu. Làm sạch bề mặt vật hàn (loại bỏ gỉ, dầu mỡ) để đảm bảo chất lượng mối hàn.
2. Khởi động máy và khí bảo vệ: Bật nguồn máy hàn và mở van cấp khí bảo vệ. Điều chỉnh lưu lượng khí đủ để che phủ toàn bộ vùng hàn. Đưa đầu dây hàn đến gần chi tiết cần hàn, chuẩn bị cho việc kích hồ quang.
3. Kích hoạt hồ quang: Giữ mỏ hàn nghiêng ở góc phù hợp, chạm nhẹ đầu dây hàn vào kim loại gốc rồi rút ra để tạo hồ quang. Khi hồ quang ổn định, nó sẽ nung chảy đầu dây và vật liệu gốc, khởi đầu quá trình hàn.
4. Thực hiện hàn liên tục: Di chuyển mỏ hàn dọc theo đường hàn với tốc độ đều. Dây hàn được cấp liên tục, kim loại nóng chảy chảy vào vũng hàn tạo mối nối. Đồng thời, khí bảo vệ phun liên tục bao phủ vùng hồ quang, ngăn không khí xâm nhập. Giữ hồ quang ổn định và khoảng cách mỏ hàn hợp lý để mối hàn đạt độ ngấu và bề mặt tốt.
5. Kết thúc và làm nguội mối hàn: Khi kết thúc đường hàn, ngắt hồ quang và nhấc mỏ hàn ra. Để mối hàn tự nguội, sau đó tắt khí bảo vệ. Cuối cùng, làm sạch lớp xỉ (nếu có) và kiểm tra mối hàn về độ bền, độ ngấu cũng như khuyết tật bề mặt.

Kết luận

Hàn MAG (Metal Active Gas) là phương pháp hàn hồ quang hiệu quả, đặc biệt cho thép cacbon và hợp kim thấp nhờ ưu thế năng suất cao, mối hàn chắc và chi phí thấp. Tuy nhiên, để đạt kết quả tốt, kỹ thuật viên cần chuẩn bị vật liệu và thiết bị kỹ lưỡng, điều chỉnh đúng thông số, đồng thời tuân thủ nghiêm ngặt biện pháp an toàn. Hy vọng những thông tin mà Đức Phong chia sẻ bên trên sẽ hữu ích cho bạn.